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針對下鏈路LTE-A網路所設計且以提昇傳輸速率為目標之資源管理技術

由於頻譜與能量資源的有限且珍貴，資源分配問題在近幾年越來越重要。然而，不恰當的資源分配會導致強烈的細胞間干擾，此干擾會嚴重的影響整體系統效能。因此在這篇論文中，我們將整個資源分配問題轉化為數學最佳化問題，且根據此最佳化問題提出解決策略。在聯合載波選擇與功率分配 JCP 策略中，通道選擇與功率分配將會在幾何程序 (Geometric Programming)的轉化與干擾未知的假設下被聯合求解。然而，顧慮到JCP策略的高複雜度，提出另一個簡化策略 (JCP-S)。此策略將在干擾固定假設的最佳化問題中求解，期望能達到降低複雜度的效果。此外，儘管已經做出簡化，聯合問題依然是複雜的。因此，提出更簡化的 HCP 策略以及 HCP-S 策略。其概念是將整個聯合問題分解為兩個子問題，也就是說通道選擇和功率分配將根據所提之演算法被依序分別求解。最後，模擬結果顯示JCP策略的效能高於其他所提若干之簡化策略，且因為效能與複雜度的考量下，兩者間存在著權衡概念。

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W頻段衰減器研製

本論文運用微帶線(microstrip line)與共面波導(coplanar waveguide or CPW)的結構，研製W頻帶之3、6、10、與20分貝之衰減器。首先，利用前後兩個阻抗反轉器(K-inverter)將3分貝與6分貝T型衰減器之並聯到地電阻(shunt resistor)轉成串聯電阻(series resistor)以改善衰減器之性能與降低製作困難度。至於10分貝與20分貝衰減器並不適合用阻抗反轉器來轉換並聯電阻，仍以傳統之T-型結構做設計。此時，微帶線並聯電阻之接地會有問題，本論文採用了扇形接地的設計以解決困難。對於微帶線衰減器是採用厚度5 mil介電常數9.8之三氧化二鋁陶瓷基板(Al2O3 ceramic substrate，εr = 9.8)，而CPW是使用15 mil厚之相同基板。最後，接上特別設計扇形探針轉換器進行W頻段探針的實作量測。所有衰減器與轉換器之模擬是使用有限元素法(finite element method or FEM)的電磁模擬軟體HFSS來執行三度空間電磁模擬。

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基於多層級分散式訊源編碼的壓縮傳遞系統

本論文針對合作式通訊在低通道訊雜比的應用環境下提出一個新的中繼端傳輸方案。中繼端利用純量量化器處理源自來源端的接收信號，再利用分散式訊源編碼的同位子法以及多層級編碼處理後，經由通道碼保護送出。目的端收到來源端與中繼端的訊號後，先還原其量化索引資訊，再與來源端直接鏈結路徑的接收信號合作解碼。模擬結果顯示在低通道訊雜比時，基於渦輪碼原則的疊代訊源通道解碼能有效還原中繼端的重建訊號。

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頻率選擇性衰減通道中對於外層渦輪碼正交頻分複用系統之內層迴旋碼設計

在一個未知通道係數的頻率選擇性衰減通道中，通道估測以及通道等化基本上難以實現。因此在此篇論文，基於碼的累計距離函數(cumulative distance function)，我們提出一個簡單的法則來選擇內層迴旋碼，以與外層渦輪碼共同合作進行資料傳輸保護。在我們的設計中，內層迴旋碼其實相當於一個通道估測/等化器。由於我們所設計的內層迴旋碼的碼長極短，因此在接收端可以使用基於一般最大概度檢定測試準則(GLRT)的窮盡解碼法。模擬結果顯示，我們的方法在碼率為1/2時可以得到相當好的系統效能，但是當碼率提昇至2/3時，則所選出的迴旋碼有時仍非最佳選擇。我們最後經由模擬比較，確認使用我們所設計的內層迴旋碼確實可以達到比傳統最小平方(least square)通道估測更好的系統效能，故而我們的設計應該可以作為全盲通訊環境下，一個相當好的系統設計選項。

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針對非均勻訊源之固定長度整合訊源與通道編碼系統之設計

固定長度整合訊源與通道編碼(FLEC)為一個將訊源編碼與通道編碼結合的系統。在這篇碩士論文中，我們提出了兩個可用於非均勻訊源(non-uniform source)的FLEC的設計方法。第一個方法基於所推導的FLEC的聯集錯誤率上界(union bound)，設計使此上界相對較小的FLEC。由於第一個方法僅能適用於碼長較短的FLEC設計，我們因此再提出第二個方法。第二個方法基於渦輪碼(turbo code)的架構，重新設計可適用於非均勻訊源的渦輪碼的解碼量度。模擬結果顯示我們所提出的第一個方法，系統錯誤率會比傳統結合赫夫曼(Huffman)來源編碼與BCH碼的分離式設計低。而第二個方法的效能比結合赫夫曼(Huffman)來源編碼與渦輪碼的分離式設計好。

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泛用於無線區域網路之高增益低雜訊且低功耗混頻器及三頻帶圓極化天線設計

本論文討論主要分為三部分，其中所提出電路之晶片製作皆由TSMC 0.18 μm mixed-signal/RF CMOS 1P6M製程來實現； 而天線部分採用厚度1.6mm的FR4板材完成。 　　第一部分為低雜訊混頻器的設計，利用串接低雜訊放大器的架構於轉導級，且於輸入端使用跨接電容於電晶體閘極到源級之間，第一級輸入訊號所接到的差動對以一電晶體組合在一起，形成共同電流源，此做為控制電流源的電晶體同時可達到協助輸入匹配的效果。除了轉導級所造成的雜訊抵銷條件外，串接架構本身所造成的高增益串接在系統中亦造成低雜訊特性，同時利用轉導級跨接電感技術，使寄生電容所造成的頻率響應被抵消，整體3dB頻寬將可不被壓縮；使我們得到以下優良的FOM值及其他量測結果。根據量測結果顯示:本混頻器匹配的S參數在操作頻率5~6GHz皆在-10dB以下，同時具有高功率增益值26.7~27dB，雜訊指數為7.3~8dB，於最高增益情況下IIP3為-12dBm，且整體功率損耗為11.32mW，FOM值為15.5dB。 　　第二部份之電路設計預期在保持高增益低雜訊的情況下達成低功耗混頻器，以此考量下，以不增加DC路徑上的電流，輸入級使用CG組態且增加額外訊號路徑以得到較高的等效轉倒值，將雜訊源到輸入端的寄生電容路徑以負回授組態降低；為彌補負回授路徑所造成的低輸入阻抗值，使用正回授路徑增加輸入阻抗值，且增加整體增益值，切換開關級則以PMOS取代傳統使用NMOS的架構，可降低電壓頭部空間，且使切換開關所造成的雜訊值不經由寄生電容所形成的小訊號路徑回流至轉導級。藉上述之改良技術，可得到以下量測結果:S參數在操作頻率5~6GHz階在-10dB下，同時具有高功率增益值25dB，雜訊指數為3.9~4.2dB，於最高增益情況下IIP3為-8dBm，且整體功率損耗降為3.92mW，可得FOM值提升至23.67dB。 　　第三部分提出新型三頻圓極化印刷天線架構設計，此天線主要由兩個圓板、兩條不等長的弧型輻射路徑及一個L形狹長微帶線訊號饋入端。該天線可以提供2.5GHz頻段的S參數33％阻抗帶寬比，在3.5GHz為25％，5.2GHz則為9.79％。軸向比帶寬在2.5GHz、3.5GHz及5.2GHz則分別為6.2％、11.8％及11.4％。該天線製作在FR4基板上。操作頻率覆蓋在2.5GHz、3.5GHz和5.2GHz的頻帶上，使得天線可以用在WiMax和WLAN應用。

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針對同化量化器分散式偵測次佳性之充分條件分析

在設計最佳分散式偵測系統的挑戰之一，就是可能的設計組合會隨著偵測器的個數增加而成指數成長。反之，找出最佳的同化量化器系統設計(Identical Quantizer System or IQS)是比較容易的，因為可能的組合是隨著偵測器的個數呈線性成長。因此衍生一個在此 領域很重要的研究課題，就是在什麼條件下，最佳的同化量化器系統(IQS)可達到最佳分散式偵測系統設計的效能？ 在這篇碩士論文中，我們嘗試用不同的方式思考此一問題：在什麼條件下，IQS僅能 達到次佳的整體效能。運用參考論文[4]中的推導方式，我們比較了同化量化器系統設計(IQS)和只改變一個偵測器量化方式的非同化量化器系統設計(Non-identical Quantizer System or NQS)的錯誤率，然後理論證明出在局部觀察值的機率符合某些特定的線段區域條件，IQS僅能達到次佳的效能。我們同樣也嘗試運用數值模擬的方式，來驗證同化量化器系統設計(IQS)僅能達到次佳效能的區域，結果顯示我們的方法應可再推廣至更多的區段。

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高功率低通濾波器之設計

本論文為以集總式元件來實現一個L-波段具高功率規格限制的低通濾波器，本文會介紹如何選取能承受高功率的材料和元件，也會提出模擬的方式、設計技巧和一些判斷的條件，上述皆會作為實作出此高功率低通濾波器的依據，而詳細的實作過程以及量測的結果也會在本文中討論。

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W頻段導波管鰭線帶通濾波器設計

本論文為設計W頻段中以導波管鰭線架構實現帶通濾波器的製作。導波管鰭線帶通濾波器的設計是決定中心頻率及比例頻寬後，將柴氏原型低通濾波器係數轉換成耦合係數與外部品質因素，利用3D模擬軟體HFSS模擬並萃取單一共振腔與外部訊源及二共振腔之間的耦合量，再加以整合來實現帶通濾波器的製作。論文中所實現的導波管鰭線帶通濾波器有兩種架構，分別為雙面式隔膜架構及單面式隔膜架構，雙面式隔膜架構設計了比例頻寬1%及比例頻寬3%，中心頻率在94GHz的帶通濾波器。而單面式隔膜架構設計了比例頻寬3%及比例頻寬8%，中心頻率在94GHz的帶通濾波器。論文中所實作之帶通濾波器電路皆使用基板厚度5mil，損耗較低的介電常數2.2的Rogers RT-Duroud 5880TM板材，其正切損耗為0.0009，完成的濾波器電路裝入特製的矩形導波管，可以得到良好的量測結果。

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可抑制後波瓣的單一導體帶狀天線之設計

在本論文中，首先介紹了漏波的條件，接著在理論上採用全波分析法-頻域法(spectral domain approach)得到單一導體結構的第一高階洩漏模的傳播常數，其中在空間波輻射頻段，正規化的相位常數非常接近1，透過洩漏波天線洩漏角度之關係式可得知此天線之主波束(main beam)幾乎固定在端射(end-fire)方向。由於單一導體結構的第一高階洩漏模的基本物理特性為完美電牆(perfect electric wall)中心對稱，表示縱向電流為奇對稱分布而橫向電流為偶對稱分布，所以我們使用平衡式微帶線和反向平衡式微帶線來饋入以激發此模態，並成功地設計出具有高增益與寬頻的單一導體帶狀洩漏波天線。 從此天線的輻射波瓣圖(radiation pattern)之模擬結果，我們觀察到後波瓣(back lobe)的輻射相當大。在分析了單一導體帶狀洩漏波天線的結構之後，我們推斷出饋入電路中的訊號回流機制會造成向天線左右兩端以及後端的輻射。為了抑制這種現象，我們利用兩個寬頻巴倫(balun)以上下顛倒的方式分別接在饋入電路的左右兩側，而實驗的結果也證實天線的前後輻射比(front-to-back ratio)確實有了明顯的改善(此一構想是將回流路徑中的訊號當作巴倫的輸入訊號，而在兩輸出端可產生大小相同、相位差卻為 的反相訊號，最後將其匯合後來達到抵消的效果，因此向後端福射的效應也隨之減小)。